1、导读
克日 ，由俄罗斯科学院应用物理研究所、加拿大魁北克国立科学研究院和法国巴黎高等理工学院组成的国际联合研究团队展示了一种提高激光强度的立异手艺。该手艺接纳基于光脉冲压缩的要领 ，在很是短的脉冲一连时间内实现了高功率（抵达千兆瓦量级 ，1015W）激光脉冲输出。该手艺成为提升激光强度的又一新要领 ，抵达视察到量子电动力学征象的“新型物理学的极限强度”。
这项事情作为封面文章 ，在2020年6月的“?Applied Physics Letters”中举行了报道 ，作者为加拿大国立科学研究院Jean-Claude Kieffer教授及2018年诺贝尔物理学奖得主Gérard Mourou。
2、配景先容
激光于20世纪60年月降生 ，与原子能、盘算机、半导体并称为新时代科技领域中的“四大发明”。激光在物理学、工业制造、天文学、生物医学、光通讯、信息手艺、军事等领域有着极其普遍的应用 ，影响了人类生涯的各个方面 ，如激光切割、眼科飞秒、细密加工和扫描成像等。
随着激光发明的生长 ，人们致力于提升激光器的功率以应用到更多的领域。1985年 ，Gérard Mourou和Donna Strickland配合发明了啁啾脉冲放大（CPA）手艺。CPA手艺的原理是放大前在频域上疏散激光种子脉冲的能量 ，放大后再举行集中 ，最终压缩成高功率短脉冲的激光 ，此手艺将激光功率提高了1000倍 ，抵达TW量级。Gérard Mourou和Donna Strickland因CPA手艺于2018年获得了诺贝尔物理学奖 ，以表扬他们在激光物理学领域的突破性希望。
CPA手艺是是实现岑岭值功率激光的最佳手段 ，自该手艺发明以来 ，超短脉冲的激光功率急剧增添 ，并抵达近年来的极限值。现在 ，国际上许多研究小组正在实验进一步放大激光的能量以增添其功率 ，可是这种要领价钱腾贵 ，并且需要一直增添激光晶体的体积以及光束和光学器件的尺寸（凌驾1米）。
3、立异研究
在本文中 ，作者阻止了前人通过增添激光能量提高功率的要领 ，而是接纳压缩脉冲宽度的手艺蹊径实现峰值功率的提升。随着激光脉冲压缩手艺的生长 ，薄膜压缩能够支持更高功率的激光脉冲。激光脉冲薄膜压缩手艺（Thin Film Compression, TFC）是将具有高能量的激光脉冲通过无涂层熔融石英晶片薄膜后实现光谱展宽 ，从而减小时域脉冲时间 ，以此提高激光的峰值功率。
本文将激光脉冲压缩手艺中薄膜压缩的看法扩展到薄板 ，使用商业化的钛宝石激光器演示了TFC要领的应用 ，实现了中心波长为800 nm的宽带强激光脉冲从24 fs到13 fs的时间压缩 ，获得了千兆瓦量级激光脉冲输出 ，上述要领有用降低了系统尺寸和运营本钱。
本文作者Kieffer教授对这一效果作出评价：“我们将成为天下上第一个使用具有云云短脉冲的激光来获得这种高功率水平的国家之一。”本文的另一位作者 ，诺贝尔奖得主Gérard Mourou教授总结说：“若是我们能够通过压缩脉冲宽度的要领获得高功率激光输出 ，它将向导我们进入相对论领域的研究领域。这是一个很是有趣的偏向 ，具有将科学界带入新视野的潜力。”
4、应用与展望
本文作者使用了非线性光学效应 ，进一步压缩激光的脉冲宽度 ，获得了千兆瓦（1015W）量级的高功率激光输出。上述事情可以资助人们视察到量子电动力学征象 ，并进入相对论领域的研究领域。
